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1、3-5動量碰撞練習(xí)題一.選擇題(共5小題)1 .質(zhì)量為m的運(yùn)動員從下蹲狀態(tài)豎直向上起跳,經(jīng)過時(shí)間t,身體伸直并剛好離開地面,離開地面時(shí)速度為 v在時(shí)間t內(nèi)()A.地面對他的平均作用力為 mg B .地面對他的平均作用力為 維 | tC.地面對他的平均作用力為 m (工-g) D.地面對他的平均作用力為 m (g包) tt2 .在分析和研究生活中的現(xiàn)象時(shí),我們常常將這些具體現(xiàn)象簡化成理想模型,這樣 可以反映和突出事物的本質(zhì).例如人原地起跳時(shí),先身體彎曲,略下蹲,再猛然蹬 地,身體打開,同時(shí)獲得向上的初速度,雙腳離開地面.我們可以將這一過程簡化 成如下模型:如圖所示,將一個(gè)小球放在豎直放置的彈簧上
2、,用手向下壓小球,將 小球壓至某一位置后由靜止釋放,小球被彈簧彈起,以某一初速度離開彈簧,不考 慮空氣阻力.從小球由靜止釋放到剛好離開彈簧的整個(gè)過程中,下列分析正確的是( )A.小球的速度一直增大B.小球始終處于超重狀態(tài)C.彈簧對小球彈力沖量的大小大于小球重力沖量的大小D.地面支持力對彈簧做的功大于彈簧彈力對小球做的功3 .下列情況中系統(tǒng)動量守恒的是() 小車停在光滑水平面上,人在車上走動時(shí),對人與車組成的系統(tǒng)子彈水平射入放在光滑水平面上的木塊中,對子彈與木塊組成的系統(tǒng)子彈射入緊靠墻角的木塊中,對子彈與木塊組成的系統(tǒng)氣球下用輕繩吊一重物一起加速上升時(shí),繩子突然斷開后的一小段時(shí)間內(nèi),對氣 球與重
3、物組成的系統(tǒng)A.只有B.和C.和D.和4 .如圖所示,彈簧的一端固定在豎直墻上,質(zhì)量為M的光滑弧形槽靜止在光滑水平面上,底部與水平面平滑連接,一個(gè)質(zhì)量為m (mx M)的小球從槽高h(yuǎn)處開始自由下滑,下列說法正確的是()A.在以后的運(yùn)動全過程中,小球和槽的水平方向動量始終保持某一確定值不變B.在下滑過程中小球和槽之間的相互作用力始終不做功C.全過程小球和槽、彈簧所組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒,且水平方向動量守恒D.小球被彈簧反彈后,小球和槽的機(jī)械能守恒,但小球不能回到槽高h(yuǎn)處5如圖所示,光滑水平面上有質(zhì)量均為m 的物塊 A 和 B, B 上固定一輕質(zhì)彈簧,B靜止, A 以速度v0 水平向右運(yùn)動,從A 與
4、彈簧接觸至彈簧被壓縮到最短的過程中()A A、 B 的動量變化量相同B A、 B 的動量變化率相同C A、 B 系統(tǒng)的總動能保持不變D A、 B 系統(tǒng)的總動量保持不變.計(jì)算題(共2小題)6 .長為L、質(zhì)量為M的木塊在粗糙的水平面上處于靜止?fàn)顟B(tài),有一質(zhì)量為m的子彈(可視為質(zhì)點(diǎn))以水平速度 V0擊中木塊并恰好未穿出.設(shè)子彈射入木塊過程時(shí)間極短,子彈受到木塊的阻力恒定,木塊運(yùn)動的最大距離為s,重力加速度為g,求:(i)木塊與水平面間的動摩擦因數(shù) 居;(ii )子彈受到的阻力大小f.7 .如圖所示,光滑水平面上質(zhì)量為m的小球,以初速度 vo沖向質(zhì)量為m的靜止光滑圓弧面斜劈,圓弧小于 90°且
5、足夠高.求:(1)小球能上升的最大高度;(2)斜劈的最大速度.3-5動量碰撞練習(xí)題參考答案與試題解析一.選擇題(共5小題)1. (2017?湖北模擬)質(zhì)量為 m的運(yùn)動員從下蹲狀態(tài)豎直向上起跳,經(jīng)過時(shí)間t,身體伸直并剛好離開地面,離開地面時(shí)速度為v在時(shí)間t內(nèi)()A.地面對他的平均作用力為 mgB.地面對他的平均作用力為 工tC.地面對他的平均作用力為 m (上-g) tD.地面對他的平均作用力為 m (g包)t【分析】已知初末速度,則由動量定理可求得地面對人的平均作用力.【解答】解:人的速度原來為零,起跳后變化v,則由動量定理可得:的-mgt=A mv=mv所以:酢m (g+工);故D正確,AB
6、C錯(cuò)誤; t故選:D【點(diǎn)評】在應(yīng)用動量定理時(shí)一定要注意沖量應(yīng)是所有力的沖量,不要把重力漏掉.2. (2017?平谷區(qū)模擬)在分析和研究生活中的現(xiàn)象時(shí),我們常常將這些具體現(xiàn)象簡 化成理想模型,這樣可以反映和突出事物的本質(zhì).例如人原地起跳時(shí),先身體彎曲, 略下蹲,再猛然蹬地,身體打開,同時(shí)獲得向上的初速度,雙腳離開地面.我們可 以將這一過程簡化成如下模型:如圖所示,將一個(gè)小球放在豎直放置的彈簧上,用 手向下壓小球,將小球壓至某一位置后由靜止釋放,小球被彈簧彈起,以某一初速 度離開彈簧,不考慮空氣阻力.從小球由靜止釋放到剛好離開彈簧的整個(gè)過程中, 下列分析正確的是()A.小球的速度一直增大B.小球始
7、終處于超重狀態(tài)C.彈簧對小球彈力沖量的大小大于小球重力沖量的大小D.地面支持力對彈簧做的功大于彈簧彈力對小球做的功【分析】小球上升過程,先做加速度不斷減小的加速運(yùn)動,當(dāng)加速度減為零時(shí),速度達(dá)到最大,之后做加速度不斷增大的減速運(yùn)動,直到小球離開彈簧為止結(jié)合動量定理分析重力的沖量與彈簧的彈力的沖量的大小關(guān)系;根據(jù)功的公式判斷做功的大小關(guān)系【解答】解:A、B、小球向上運(yùn)動的過程中,開始時(shí)彈簧的彈力大于小球的重力,小球向上做加速運(yùn)動;當(dāng)彈簧的彈力小于小球的重力后,小球向上做減速運(yùn)動到小球離開彈簧可知小球在向上運(yùn)動到離開彈簧的過程中小球先加速后減速,先超重,后失重故A錯(cuò)誤,B錯(cuò)誤;C、小球的初速度為0,
8、而離開彈簧的末速度不為 0,根據(jù)動量定理可知,外力的總沖量不為0, 方向向上,所以彈簧對小球彈力沖量的大小大于小球重力沖量的大小故C 正確;D、由題可知,彈簧對小球做正功;地面相對于彈簧的下端沒有位移,所以地面對彈簧做的功為0,所以地面支持力對彈簧做的功小于彈簧彈力對小球做的功故D 錯(cuò)誤故選: C【點(diǎn)評】解答該題關(guān)鍵要將小球的運(yùn)動分成向上的加速和減速過程,然后結(jié)合超重與失重的特點(diǎn)分析3. ( 2017?岳陽一模)下列情況中系統(tǒng)動量守恒的是()小車停在光滑水平面上,人在車上走動時(shí),對人與車組成的系統(tǒng)子彈水平射入放在光滑水平面上的木塊中,對子彈與木塊組成的系統(tǒng)子彈射入緊靠墻角的木塊中,對子彈與木塊
9、組成的系統(tǒng)氣球下用輕繩吊一重物一起加速上升時(shí),繩子突然斷開后的一小段時(shí)間內(nèi),對氣球與重物組成的系統(tǒng)A.只有B.和C.和D.和【分析】判斷動量是否守恒的方法有兩種:第一種,從動量守恒的條件判定,動量守恒定律成立的條件是系統(tǒng)受到的合外力為零,故分析系統(tǒng)受到的外力是關(guān)鍵第二種,從動量的定義,分析總動量是否變化來判定【解答】解:小車停在光滑水平面上,車上的人在車上走動時(shí),對人與車組成的 系統(tǒng),受到的合外力為零,系統(tǒng)動量守恒.故正確;子彈射入放在光滑水平面上的木塊中,對子彈與木塊組成的系統(tǒng),系統(tǒng)所受外力 之和為零,系統(tǒng)動量守恒.故正確;子彈射入緊靠墻角的木塊中,對子彈與木塊組成的系統(tǒng)受墻角的作用力,系統(tǒng)
10、所 受外力之和不為零,系統(tǒng)動量不守恒.故錯(cuò)誤;氣球下用輕繩吊一重物一起加速上升時(shí),繩子突然斷開后的一小段時(shí)間內(nèi),對氣 球與重物組成的系統(tǒng),所受的合外力不為零,系統(tǒng)動量不守恒,故錯(cuò)誤;綜上可知,B正確,ACDt誤.故選: B【點(diǎn)評】解決本題的關(guān)鍵掌握動量守恒的條件,抓住系統(tǒng)是否不受外力或所受的外力之和是否為零進(jìn)行判斷4. (2017?吉林三模)如圖所示,彈簧的一端固定在豎直墻上,質(zhì)量為 M的光滑弧形 槽靜止在光滑水平面上,底部與水平面平滑連接,一個(gè)質(zhì)量為m (mx MD的小球從槽高 h 處開始自由下滑,下列說法正確的是()A.在以后的運(yùn)動全過程中,小球和槽的水平方向動量始終保持某一確定值不變B.
11、在下滑過程中小球和槽之間的相互作用力始終不做功C.全過程小球和槽、彈簧所組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒,且水平方向動量守恒D.小球被彈簧反彈后,小球和槽的機(jī)械能守恒,但小球不能回到槽高h(yuǎn)處【分析】由動量守恒的條件可以判斷動量是否守恒;由功的定義可確定小球和槽的作用力是否做功;由小球及槽的受力情況可知運(yùn)動情況;由機(jī)械守恒及動量守恒可 知小球能否回到最高點(diǎn)【解答】解:A在以后的運(yùn)動全過程中,當(dāng)小球與彈簧接觸后,小球與槽組成的系 統(tǒng)在水平方向所受合外力不為零,系統(tǒng)在水平方向動量不守恒,故 A錯(cuò)誤;B、下滑過程中,兩物體都有水平方向的位移,而相互作用力是垂直于球面的,故作用力方向和位移方向不垂直,故相互作用力均
12、要做功,故B錯(cuò)誤;C、全過程小球和槽、彈簧所組成的系統(tǒng)只有重力與彈力做功,系統(tǒng)機(jī)械能守恒,小球與彈簧接觸過程系統(tǒng)在水平方向所受合外力不為零,系統(tǒng)水平方向動量不守恒,故 C 錯(cuò)誤;D、小球在槽上下滑過程系統(tǒng)水平方向不受力,系統(tǒng)水平方向動量守恒,球與槽分離時(shí)兩者動量大小相等,由于 mx M,則小球的速度大小大于槽的速度大小,小球被彈簧反彈后的速度大小等于球與槽分離時(shí)的速度大小,小球被反彈后向左運(yùn)動,由于球的速度大于槽的速度,球?qū)⒆飞喜鄄⒁凵匣?,在整個(gè)過程中只有重力與彈力做功系統(tǒng)機(jī)械能守恒,由于球與槽組成的系統(tǒng)總動量水平向左,球滑上槽的最高點(diǎn)時(shí)系統(tǒng)速度相等水平向左系統(tǒng)總動能不為零,由機(jī)械能守恒定律
13、可知,小球上升的最大高度小于h,小球不能回到槽高 h處,故D正確;故選: D【點(diǎn)評】解答本題要明確動量守恒的條件,以及在兩球相互作用中同時(shí)滿足機(jī)械能守恒,應(yīng)結(jié)合兩點(diǎn)進(jìn)行分析判斷5. (2017?青羊區(qū)校級模擬)如圖所示,光滑水平面上有質(zhì)量均為m的物塊A和B,B上固定一輕質(zhì)彈簧,B靜止,A以速度V0水平向右運(yùn)動,從 A與彈簧接觸至彈簧被壓縮到最短的過程中()B A、 B 的動量變化率相同A A、 B 的動量變化量相同C A、 B 系統(tǒng)的總動能保持不變D A、 B 系統(tǒng)的總動量保持不變【分析】兩物塊組成的系統(tǒng)合外力為零,系統(tǒng)的總動量守恒,兩個(gè)物體所受的合外力大小相等、方向相反,應(yīng)用動量定理、動量守
14、恒定律分析答題【解答】解:AD兩物體相互作用過程中系統(tǒng)的合外力為零,系統(tǒng)的總動量守恒,則A、B動量變化量大小相等、方向相反,所以動量變化量不同,故A錯(cuò)誤,D正確;B、由動量定理Ft=4P可知,動量的變化率等于物體所受的合外力,A B兩物體所受的合外力大小相等、方向相反,所受的合外力不同,則動量的變化率不同,故B錯(cuò)誤;C、A B系統(tǒng)的總機(jī)械能不變,彈性勢能在變化,則總動能在變化,故C錯(cuò)誤;故選: D【點(diǎn)評】本題的關(guān)鍵要分析清楚物體運(yùn)動過程,應(yīng)用動量定理與動量守恒定律進(jìn)行分析要注意動量變化量、動量變化率都是矢量,只有大小和方向都相同時(shí)它們才相同二計(jì)算題(共2 小題)6. (2017?漳州模擬)長為
15、L、質(zhì)量為M的木塊在粗糙的水平面上處于靜止?fàn)顟B(tài),有一質(zhì)量為m的子彈(可視為質(zhì)點(diǎn))以水平速度 vo擊中木塊并恰好未穿出.設(shè)子彈射入木塊過程時(shí)間極短,子彈受到木塊的阻力恒定,木塊運(yùn)動的最大距離為s,重力加速度為g,求:(i)木塊與水平面間的動摩擦因數(shù)居;(ii )子彈受到的阻力大小f.【分析】(1)子彈和木塊構(gòu)成一系統(tǒng),在水平方向上動量守恒列出等式,求出二者 的共同速度,然后由動能定理求解動摩擦因數(shù).(2)子彈進(jìn)入木塊的過程中,一部分負(fù)機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能,由功能關(guān)系即可求出子 彈受到的摩擦力.【解答】解:(i )子彈射入木塊過程極短時(shí)間內(nèi),水平方向由動量守恒定律得:mv= (m+M v 共當(dāng)子彈與木
16、塊共逮到最終停止的過程中,由功能關(guān)系得:解得:2gs(N-Fin) 2(ii )子彈射入木塊過程極短時(shí)間內(nèi),設(shè)產(chǎn)生的熱量為Q,由功能關(guān)系得:QT.v又:Q=fL解得:f=2 CM-+ m)L答:(i)木塊與水平面間的動摩擦因數(shù)是2 oV2m(ii )子彈受到的阻力大小 f是一L.2(M+m)L【點(diǎn)評】動能定理的應(yīng)用不涉及運(yùn)動過程的加速度、時(shí)間,一般比牛頓第二定律結(jié) 合運(yùn)動學(xué)公式解題要簡便.在同一題中可以選擇對不同研究對象運(yùn)用動能定理去求 解速度.要能知道運(yùn)動過程中能量的轉(zhuǎn)化,能用能量守恒定律的觀點(diǎn)解決問題.7. (2017春?南陽期中)如圖所示,光滑水平面上質(zhì)量為m的小球,以初速度 vo沖向質(zhì)
17、量為m的靜止光滑圓弧面斜劈,圓弧小于 90°且足夠高.求:(1)小球能上升的最大高度;(2)斜劈的最大速度.【分析】(1)小球上升到最高點(diǎn)時(shí),小球與斜劈的速度相同,小球與斜劈作用時(shí)水平方向動量守恒,根據(jù)水平方向動量守恒和機(jī)械能守恒列式即可求解小球能上升的最大高度;(2)小球在斜劈上運(yùn)動的整個(gè)過程中,斜劈都在加速,所以小球離開斜劈時(shí)斜劈的 速度最大,根據(jù)動量守恒定律和機(jī)械能守恒定律列式求斜劈的最大速度.【解答】解:(1)以m、m組成的系統(tǒng)為研究對象,當(dāng) m在m上滑動時(shí)二者存在相 互作用,但在水平方向上不受外力,因此系統(tǒng)在水平方向上動量守恒.設(shè)m滑到最高點(diǎn)位置時(shí),二者的速度為 v,取水平向右
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